Hullámtranszformáció - fizikaiskola
A Tejút családfája
A nanodiamandok teljesen integrált vezérlése
Kicsit közelebb a naphoz
Távolság a csillagoktól
Mitől ragyognak a csillagok
Egyirányú utca az elektronok számára
Új számban talált több száz példányt Newton Philosophiae Naturalis Principia Mathematica-ból
Naprendszerünk kevesebb mint 200 000 év alatt alakult ki
Egészséges a Marson
Hullám transzformáció
| Ezt a cikket vagy részt felül kell vizsgálni: A lemma meghatározása hiányzik Segítsen javítani, majd távolítsa el ezt a jelet. |
A haladó gravitációs hullámok (vízhullámok) átalakulásának (átformálásának) különféle okai lehetnek. Nál nél Hullámtranszformációk a következő hatások különböztethetők meg:
- csökkenő vízmélység, lásd a siklást
- Súrlódási hatások a tengerfenéken
- fénytörés
- Diffrakció
- visszaverődés
- Törő hullámok
- egymásra helyezett áramok
- állandó áramok
- gyorsított áramok.
Hullámtranszformáció a csökkenő vízmélység eredményeként
Hosszú hullámok L. (nagyjából) nagyobb, mint a víz mélységének kétszerese d (L. ≥ 2d) megváltozott diszperziónak vannak kitéve oly módon, hogy a vízmélységet határfeltételként hozzáadják. Míg a hullám előre halad c és a hullámhossz L. szintén csökken a vízmélység csökkenésével, a hullámmagasság nő H.
Egymásra helyezett áramok
A természetben általában a hullámkinematika kölcsönhatása van egy másik áramlási mezővel, amelynek hatását egyetlen ismert hullámelmélet sem fedi le. Az ilyen egymásra helyezett áramok nemcsak a hullámok deformációját okozzák, hanem hatással vannak a frekvenciára és így a hullámok diszperziójára és átalakulására is a Doppler-effektus hatására.
Doppler-effektus az állandó áramlási sebesség miatt
A gyorsítatlan áramok különleges esetnek számítanak. Ha a hullámok hordozóközegét állandó áramlásnak vetik alá egy olyan komponenssel, amely azonos vagy ellentétes a hullám előretörésével, akkor a frekvencia vagy periódus megváltozik egy olyan közeghez képest, amelyet az áramlás nem befolyásol. Ha a $ u_M $ áramlási komponens ugyanabban az irányban van, mint a hullám haladása, akkor időegységenként több hullám érkezik egy mérési helyre. Ez azt jelenti, hogy a $ L_A $ hullámhossz, amely áramlás hiányában lenne jelen, itt van az arány szerint
rövidebb, mint $ L_B $:
A mérési helyen található $ f_B $ frekvencia esetében az eredmény:
A $ u_M $ ellentétesen irányított áramlási sebességhez zárójelben pozitív jeleket kell használni.
Gyorsított áramlás
A vízfelszín közelében felgyorsult áramok (sodródási áramok) a meteorológiai hatásoknak tulajdoníthatók. Az árapályok mozgása által okozott gyorsított áramok a sekély tengerekben gyakran a víz teljes mélységére kiterjednek. Ugyanez vonatkozik a part közelében a nagyméretű visszaáramokra (alulról), az úgynevezett rip áramokra és a szörf által generált visszaáramokra (backwash). Ez utóbbiak a szörfözési folyamat egyik fontos alkotóelemét képviselik, mivel a fázissebességre gyakorolt hatásuk a hullámnyaláb mentén az erodáló hullámok gyakoriságának vagy periódusának jelentős változásának okaként tekinthető. Ha a hullámnyaláb mentén a különböző c fázissebességeket visszavezetjük a hullámok hordozóközegének konvekciósan felgyorsult mozgására, és ugyanakkor figyelembe vesszük a hullámnyaláb mentén bekövetkező frekvenciaváltozásokat, akkor arra lehet következtetni, hogy két A és B helyen különböző mértékű hullám van időegységenként.
Ha az A és B helyek közötti fázissebesség $ c_A $ -ról $ c_B $ -ra csökken a hullámok előrehaladásával ellentétes áramlás eredményeként, ebből az következik, hogy kevesebb hullám érkezik a B helyre az időegységben, mintha
A különbség a fázissebességekben
$ \ delta c = c_A - c_B \ quad \ text \ quad c_B = c_A - \ delta c $
Ha a $ L_A = c_A/f_A $ hullámhossz az A-ból B-be vezető úton megnő
$ L_B = L_A \ cdot \ frac = \ frac \ cdot (c_A + \ delta c) = \ frac \ cdot (c_A + \ delta c) \, $
Ez adja meg a gyakoriságot a B helyen:
A frekvenciák közötti különbséget a frekvenciaeltolásként definiáljuk:
Ennek megfelelően a $ \ delta f $ lehet pozitív vagy negatív, attól függően, hogy
$ 2 c_A> c_B> c_A \ quad \ text \ quad 2c_A